DE2415467A1

DE2415467A1 - Fluessiger klebstoff

Info

Publication number: DE2415467A1
Application number: DE19742415467
Authority: DE
Inventors: Denzil Sidney Abraham; Austin Thomas Carpenter; Alan Hardy
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1973-03-30
Filing date: 1974-03-29
Publication date: 1974-10-10
Also published as: GB1466362A; DE2415467B2; FR2223440A1; SE411127B; FR2223440B1

Description

Hoiru Üü

:2, ΪΛ- ·.- ., Td 29 25 S3

München, den 29, März 1974

Mein Zeichen: P 1914
Anmelder: USM Corporation

Flemington/ Hew Jersey Zustelladresse: 140 Federal Street

Boston/Mass. 02107 USA

Flüssiger Klebstoff

Die Erfindung betrifft einen flüssigen, praktisch lösungsmittelfreien und wasserfreien Klebstoff (Klebemasse), der durch Reaktion seiner Komponenten zu einem harten bzw. zähen festen Zustand aushärtet.

Die bekannten Klebstoffe, mit deren Hilfe eine Bindung hoher Festigkeit erzielt werden kann, liegen in einer 2-Komponenten-Form vor, d. h. der Klebstoff bzw. die Klebemasse wird vor der Verwendung in Form von zwei getrennten Teilen (Komponenten) gelagert, die dann unmittelbar vor der Verwendung miteinander vermischt werden unter Bildung eines hartbaren Klebstoffes. Wenn einmal die beiden Teile eines solchen Klebstoffes miteinander '.jemischt worden sind, härtet der .klebstoff innerhalb eines bestirunten Zeitraumes zu einem eine feste Bindung bildenden Zustand aus. Zwei-Komponenten-Klebstoffe werden sowohl großtechnisch als auch im Haushalt (bei der Heimwerker- oder "Do-it-yourself"-l-ie t ho de) ve rwende t.

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Zwei-Komponenten-Klebstoffe können erhalten werden durch Aushärten von Epoxyharzsystemen, in denen einer der beiden Teile (Komponenten) ein Epoxyharz und der andere Teil (Komponente) einen Härter dafür enthält. Einige dieser Klebstoffe riechen und sie bilden auch keine gute Bindung unmittelbar nach dem Mischen der beiden Komponenten miteinander, sondern die miteinander zu verklebenden Substrate können noch bis unmittelbar vor dem Abbinden der gemischten Klebstoffmasse gegeneinander verschoben werden. Das Mischen von Hand der Zwei-Komponenten-Klebstoffe durch "Doit-yourself^M-Verbraucher ist in der Regel ein Verfahren, das viel Geschick bzw. Erfahrung erfordert,und häufig stimmen die errechneten Mischvolumina mit den gewünschten Mischvolumina nicht überein.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verbesserten Klebstoff bzw. eine verbesserte Klebemasse anzugeben, der (die) aus zwei lagerungsbeständigen Teilen (Komponenten) besteht, die miteinander gemischt werden können unter Bildung einer Polyurethanmasse, die schnell zu einem festen (zähen), eine Bindung bildenden Zustand aushärtet.

Der hier verwendete Ausdruck "lagerungsbeständig¹¹ bezieht sich auf die Lagerungsbeständigkeit in einem verschlossenen Behälter für einen Zeitraum von mindestens drei Monaten bei Umgebungstemperaturen, ohne daß sich dabei der Gehalt an reaktionsfähigen -OH- oder -NCO-Gruppen so ändert, daß die Reaktion von praktisch gleichen Volumina der Teile A und B zur Herstellung eines gehärteten Klebstoffes gestört wird.

Es wurde nun gefunden, daß ein Klebstoff bzw. eine Klebemasse hergestellt werden kann durch Verwendung von zwei lagerunorsbeständigen Teilen (Komponenten), die in einem vorgeschriebenen Verhältnis in flüssiger Form miteinander gemischt werden können unter Bildung einer Polyurethanmasse, die zu einem harten bzw. zähen, eine Bindung bildenden Zustand aushärtet, wobei einer der Teile (Komponenten) Polyol enthält, das besteht aus oder enthält mindestens ein difunktionelles Polyesterpolyol, und wobei der zwei-

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te Teil (die zweite Komponente) ein Prepolymerisat enthält, das aus einem mindestens difunktioneilen Polyesterpolyol und einem organischen Isocyanatmaterial hergestellt worden ist und nicht weniger als zwei für die chemische Umsetzung mit dem Polyol des ersten Teils verfügbare Isocyanatgruppen aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist ein flüssiger, praktisch lösungsmittelfreier und wasserfreier Klebstoff, der durch Umsetzung seiner Komponenten zu einem harten (zähen) festen Zustand aushärtbar ist, der dadurch gekennzeichnet ist, dai'5 die Komponenten normalerweise flüssig sind und daß er besteht aus einem ersten Teil, der ein Polyesterpolyol mit einer OH-Funktionalität von etwa 2 bis etwa und einem Äquivalentgewicht von 100 bis 500 enthält oder daraus besteht, und einem zweiten Teil, der ein Prepolymerisat mit einer reaktionsfähigen NCO-Funktionalität von etwa 2 bis etwa 3 enthält oder daraus besteht, wobei das Prepolymerisat das Produkt der Umsetzung eines Polyesterpolyols mit einer OH-Funktionalität von etwa 2 bis etwa 3 und einem organischen Iolyisocyanat in einer gegenüber der stöchiometriscnen Menge des Polyesterpolyols überschüssigen Menge istjWobei der Klebstoff etwa 80 bis etwa 125 Vol. %, bezogen auf das Volumen des zweiten Teils, an dem ersten Teil enthält und wobei die Teile so gewählt v/erden, daß ein Volumen des zweiten Teils eine solche Menge an reaktionsfähigen NCO-Gruppen relativ zu der Menge der reaktionsfähigen OH-Gruppen in einem gleichen Volumen des ersten Teils enthält, dass ein Härtungsindex von etwa 100 bis etwa 140 erzielt wird.

In dem erfindungsgemäßen Klebstoff werden die Bestandteile vorzugsweise so gewählt und in solchen Mengenverhältnissen miteinander kombiniert, daß optimale Bindeeigenschaften erzieltwerden können, wenn der erste Teil (nachfolgend als Teil A bezeichnet) und der zweite Teil (nachfolgend als Teil B bezeichnet) in einem Volumenverhältnis von 1:1 miteinander gemischt werden. Bei einer ersten beispielhaften Klebemasse, die nachfolgend beschrieben

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wird, werden optimale Bindeeigenschaften bei einem Härtunrrsindex (d. h. dem Quotienten der verfügbaren Isocyanatgruppen des Teils B und der verfügbaren Hydroxygruppen des Teils A, multipliziert mit 100) von 130 erzielt, wäiirend bei einer zweiten beispielhaften Klebemasse, die nachfolgend beschrieben wird, optimale Bindeeigenschaften bei einem Härtungsindex von 120 erzielt werden. Für viele Zwecke zufriedenstellende Bindungen können erzielt werden, wenn der Härtungsindex weniger als 100 oder mehr als 150 beträgt, zur Erzielung bester Ergebnisse sollte der Eärtungsindex jedoch vorzugsweise zwischen etwa 100 und etwa 140 liegen. Bei den bevorzugten Materialien ist das VoIumenmischungsverhältnis nicht besonders kritisch und es können zufriedenstellende Bindungen erzielt werden, wenn die Teile A und B in Volumenverhältnissen von 80:100 bis 100:80 miteinander gemischt werden.

Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Klebemassen (Klebstoffe) ein beträchtliches Bindevermögen kurz nach dem Mischen und nach dem Auftragen und einen minimalen Geruch aufweisen. Die gemischten Massen besitzen, wie sich gezeigt hat, eine gute Stabilität, wenn sie Temperaturen von -10 bis +110⁰C ausgesetzt werden, und sie sind gegen Einwirkung von Schwefelsäure und Natronlauge beständig.

Das Polyesterpolyol des Teils A einer erfindungsgemäßen Klebemasse weist effektiv mehr als 2, jedoch nicht wesentlich mehr als 3 Hydroxylgruppen pro Molekül auf. Es wurde gefunden, daß dann, wenn der Polyester des Teils A weniger als 2 Hydroxylgruppen pro Molekül besitzt, etwas Binde festigkeit in der? resultierenden Klebstoff verloren—geht, und daß dann, wenn der Polyester des Teils A effektiv beträchtlich mehr als 3 Hydroxylgruppen pro Molekül aufweist, die unter Verwendung der daraus hergestellten Klebemasse erzeugten Bindungen zu spröde werden können. Um einen brauchbaren Klebstoff zu erhalten, der geeignete Bindungen (Verklebungen) liefert, weist der Polyester des Teils A

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auch ein verhältnismäßig niedriges Äquivalentgewicht auf, das vorzugsweise etwa 200 bis etwa 300 beträgt.

Das Polyesterpolyol des Teils A einer erfinduniis genäßen Klebemasse (Klebstoff) kann ein Polyestergemisch sein. Vorzugsweise wird ein gesättigtes, verzweigtkettiges Polyesterpolyol verwendet, das aus gemischten Dicarbonsäuren (z. B. gemischten aliphatischen und aromatischen Dicarbonsäuren), mindestens einem Diol und mindestens einem Triol hergestellt worden ist. Beispiele für geeignete Diole sind aliphatische Glykole, wie 1,2-Propylenglykol, Diäthylenglykol, 2-Äthyl-1,3-hexandiol, Triäthylenglykol und Mischungen davon. Beispiele für Triole, die für die Umsetzung zur Herstellung des Polyes terpolyols geeignet sind, sind 1,2,6-Hexantriol, 1,1,1-TrimethyIolathan, Pentaerythrit, Trimethylolpropan und Tris-(2-hydroxyäthyl)isocyanjturat und Mischungen davon. Beispiele für aliphatische Dicarbonsäuren, die für die Umsetzung mit den Diolen und Triolen verwendet werden können, sind Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure und Mischungen davon. Eine bevorzugte aromatische Dicarbonsäure ist Phthalsäure. Ein besonders vorteilhaftes Polyesterpolyol ist das Veresterungsprodukt von Adipinsäure, Phthalsäure, einer Mischung von Diolen einschließlich Propylenglykol, Diäthylenglykol und 2-Äthyl-hexandiol und eines Triols, bei dem es sich um 1,2,6-Hexantriol oder Trimethylolpropan handeln kann. Der bevorzugte Polyesterveist eine Hydroxylzahl von 205 bis 221 und ein Äquivalentgewicht von etwa 260 auf.

Der Teil A einer erfindungsgemäßen Klebemasse bzw. eines erfindungsgemäßen Klebstoffes kann zusätzlich zu dem Polyesterpolyol einen Mengenanteil eines trifunktioneilen Alkohols, wie z. B. der oben erwähnten Triole, enthalten, um seine Vernetzung zu verbessern. Dieser Effekt wird erzielt durch Zugabe desselben in einer Menge von mindestens etwa 1 Gew.-%, wobei jedoch große Mengen, d.h. mehr als etwa 10 Gew.-%, in dem Teil A unerwünscht sind, da sonst der Teil A zu viskos wird, um ein leichtes Mischen

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der Klebemasse bei normalen Tempeaatüren zu ermöglichen.

Der .Teil A einer erfindungsgemäßen Klebemasse enthält vorzugsweise auch ein Katalysatorsystem, welches die Hydroxyl-Isocyanat-Reaktion katalysiert. Wie gefunden wurde, ist ein bevorzugtes Katalysatorsystem Triäthylendiamin mit Dibutylzinndilaurat, es können aber auch andere bekannte Katalysatoren, wie tertiäre Amine, z. B. N-Methylmorpholin, und verschiedene Zinn-, Blei- oder Quecksilbersalze von organischen Säuren allein oder in Mischung verwendet werden. Die Abbindezeit (Verarbeitungszeit) der Klebemasse (des Klebstoffes) (d.h. die Länge der Zeit, die zwischen dem Mischen der Teile A und B und dem Erreichen eines nicht mehr verarbeitbaren Zustandes der Klebemasse verstreicht), die in der Größenordnung von mehr als 1 Stunde ohne vorhandene Katalysatoren liegt, wird durch die Art und Menge der vorhandenen Katalysatoren beeinflußt, wobei größere Katalysatormengen normalerweise zu einer kürzeren Abbindezeit (Verarbeitungszeit) führen.

Der Teil B einer erfindungsgemäßen Klebemasse enthält ein Prepolymerisat oder ein Reaktionsprodukt eines Polyesterpolyols und eines organischen Polyisocyanats, das mit dem Polyol reagiert. Das zur Herstellung des Reaktionsproduktes des Teils B verwendete Polyesterpolyol kann ein solches aus der gleichen Klasse wie das Polyesterpolyol des Teils A sein. Bei dem zur Herstellung des Reaktionsproduktes des Teils B verwendeten Polyisocyanatmaterial kann es sich um ein organisches Polyisocyanat mit einer NCO-Funktionalität von etwa 2 bis etwa 3, wie z. B. um das Carbodiimid von 4,4^I-Diphenylmethandiisocyanat, das zusätzliches 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat zur Erzielung eines flüssigen Produktes enthält, um ein Polymethylenpolyphenylenisocyanat und um ein normalerweise flüssiges 4,4^f-Diphenylmethandiisocyanatmaterial handeln, das auch Öiaere und Trimere mit einer höheren Funktionalität enthalten kann; wenn jedoch die Farblosigkeit und das leichte Mischen der Klebemassen wichtig sind, wird vorzugsweise ein flüssiges Material verwendet, das ein Carbodiimid von 4,4·-

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Diphenylmethandiisocyanat und nicht-gebundenes 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat mit einer NCO-Funktionalität in der Größenordnung von 2,4 enthält. Das Polyester-Isocyanat-Reaktionsprodukt enthält vorzugsweise 15 bis 2£, insbesondere etwa 18 bis etwa Gew.-% Isοcyanatgruppen, bezogen auf das Gewicht des Reaktionsproduktes, das für die Umsetzung mit den reaktionsfähigen Wasserstoff atomen des Teils A verfügbar ist. Die Verwendung von organischen Isocyanaten mit einer Funktionallität von wesentlich mehr als 3 führen zu Prepolymerisaten, die stärker vernetzt und unangenehm zu verarbeiten sind.

Die Gegenwart von Wasser in der erfindungsgemäßen Klebemasse zum Zeitpunkt des Mischens der beiden Teile A und B sollte vermieden werden, da es zur Ausbildung von Bindungen mit einer geringeren Festigkeit führt. Die Anwesenheit von Lösungsmitteln ist insbesondere dann unerwünscht, wenn eine schnell abbindende Klebemasse (Klebstoff) erforderlich ist, da u. a. die zum "Austrocknen" des Lösungsmittels während des Bindevorganges erforderliche Zeitspanne unerwünscht ist.

Die erfindungsgemäße Klebemasse kann verschiedene Zusätze, wie sie üblicherweise in Klebemassen (Klebstoffen) enthalten sind, aufweisen, wie z.B. Füllstoffe, Weichmacher und die Haftung verbessernde Mittel, wie Epoxysilane, Mercaptosilane oder Aminosilane. Es ist wichtig, daß alle verwendeten Zusätze praktisch wasserfrei sind und es kann diesbezüglich vorteilhaft sein, Wasserentfernungsmittel insbesondere dann zuzusetzen, wenn die Klebemasse eine lange Abbindezeit (Verarbeitungszeit) haben soll.

Die erfindungsgemäßen Klebemassen können gemischt und dann auf ein erstes Substrat aufgebracht werden, wobei dann ein zweites Substrat gegen den Klebstoff gedrückt wird. Es kann aber auch der Teil B in Form einer dünnen Schicht auf das erste Substrat aufgebracht werden, darauf kann eine dünne Schicht aus dem TeilA aufgebracht werden und dann kann das zweite Substrat gegen die Klebstoffschicht gedrückt werden.

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Nachfolgend werden fünf Beispiele von erfindungsgemäßen Klebemassen (Klebstoffen) beschrieben, die nur der Erläuterung der Erfindung dienen, die Erfindung ist jedoch keineswegs darauf beschränkt.

Jede der fünf beispielhaften Klebemassen enthält zwei lagerungsbeständige, lösungsmittel- und wasserfreie, normalerweise flüssige Teile A und B.

Die erste Klebemasse wurde nach der folgenden Vorschrift hergestellt:

Teil A

Polyesterpolyol 100,00 Gew.-Teile

Triäthylendiamin 0,20 " "

Dibutylzinndilaurat 0,10 " "

Teil B

Reaktionsprodukt aus einem

Polyesterpolyol · 100,00 Gew.-Teile

organischen Polyisocyanat 398,80 " "

Bei dem sowohl im Teil A als auch im Teil B verwendeten Polyester· polyol handelte es sich um einen gesättigten, verzweigten Polyester der Kondensation und Polymerisation einer Polyolmisehung der folgenden Zusammensetzung:

1,2-Propylenglykol 64 Gew.-Teile

Diäthylenglykol 13 " "

2-Äthyl-1,3-hexandiol 13 " »

1,2,6-Hexantriol 100 " "

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und einer Säuremischung der folgenden Zusammensetzung:

Adipinsäure 58,7 Gew.-Teile

Phthalsäure 4,7 " "

Das Polyolmaterial und das Säurematerial wurden miteinander vereinigt und in solchen Mengenverhältnissen miteinander umgesetzt, daß ein Polyesterpolyol mit einem Äquivalentgewicht von etwa 260 erhalten wurde, wobei das Produkt bei Raumtemperatur flüssig war.

Bei der Herstellung des Teils A wurde das Polyesterpolyol zur Entgasung und Dehydratisierung auf 80⁰C erhitzt. Dann wurden unter Rühren Triäthylendiamin und Dibutylzinndilaurat zugegeben und das Ganze wurde zum Entgasen und Dehydratisieren der Mischung erhitzt«

Bei dem verwendeten Polyisocyanat handelte es sich um eine flüssige Zubereitung, die 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und das Carbodiimid von 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat enthielt, das Polyisocyanat und das Polyesterpolyol des Teils B wurden in solchen Mengenverhältnissen miteinander vereinigt, daß ein Prepolymerisat erhalten wurde, das etwa 20 Gew.-% für die Reaktion verfügbare Isocyanatgruppen enthielt. Das Prepolymerisat war bei Raumtemperatur flüssig..

Zur Herstellung des Prepolymerisats des Teil B wurde das Polyisocyanat auf 50⁰C erhitzt und unter Rühren wurde langsam innerhalb eines Zeitraumes von 20 Minuten dehydratisierter Polyester zugesetzt. Die Zugabegeschwindigkeit des Polyesters zu dem Isocyanat war so groß, daß die Temperatur der Reaktionsmischung 55⁰C nicht überstieg. Die Umsetzung zwischen dem Polyester und dem Isocyanat war innerhalb von 15 Minuten nach der Zugabe beendet.

Zur Prüfung des BindeVermögens der Klebemasse (des Klebstoffes) wurden Portionen der Teile A und B in einem Volumenverhältnis von 1:1 miteinander gemischt. Die gemischten Massen wiesen ein sofortiges und allmählich ansteigendes Bindevermögen bei einer

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geringeren Tendenz zum Gleiten bzw. Verschieben vor dem Abbinden auf im Vergleich zu Zwei-Komponenten-Epoxyklebstoffen und sie hafteten gut auf flexiblen und starren Polyvinylchlorid-, Polystyrol-, Acrylpolymerharzfolien bzw. -platten, auf GRP, ABS, Glass, Stahl, Aluminium und, in geringerem Ausmaße, auf Poly-! äthylen. Die Festigkeit der Bindungen stieg innerhalb von 24 Stunden nach der Erzeugung der Verklebung beträchtlich an.

Zur untersuchung der Lagerungsbeständigkeit des Teils B der Klebemasse und der Bindefestigkeit von Probeverklebungen, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen beispielhaften Klebemasse hergestellt wurden, wurden Tests durchgeführt. In dem Lagerungsbeständigkeitstest wurde eine bestimmte Menge des Teils B hergestellt und sein Gehalt an reaktionsfähigem Isocyanat wurde durch Titrieren einer Testprobe gegen eine Diisobutylaminlösung und Rücktitrieren gegen Chlorwasserstoffsäure bestimmt. Die restliche Menge des Teils B wurde in zwei Metallbehälter eingebracht, die Behälter wurden versiegelt und der eine würde bei Raumtemperatur und der andere bei 50°C gelagert. In Zeitabständen wurden die Testproben aus den Behältern herausgenommen und es wurde ihr Gehalt an reaktionsfähigem Isocyanat bestimmt. Die dabei erhaltenen Ergehnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben, wobei der Gehalt an reaktionsfähigem Isocyanat in Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Teils B, angegeben ist.

Zur Durchführung des Bindefestigkeitstests von Probeverklebungen wurden, wie nachfolgend angegeben, Probebindungen in dreifacher Ausfertigung hergestellt. Paare von ähnlichen 5,08 cm χ 2,54 cm (2 inch χ 1 inch) großen Streifen eines Materials wurden gereinigt. Unter Anwendung eines Volumenmischungsverhältnisses zwischen den Teilen A und ß von 1:1 wurden Klebemassenportionen hergestellt. Eine Portion der Klebemasse (des Klebstoffes) wurde auf einen Streifen jeweils eines Streifenpaares aufgetragen und der andere Streifen des Paares wurde unter Anwendung lediglich eines Druckes mit der Hand gegen die Klebstoffschicht gedrückt. In jedem Falle war die Bildung der Bindung innerhalb von 2 1/2 Minuten nach den Mischen der Klebemasse beendet.

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Es wurden Stahl-auf-Stahl-Probeverklebungen in dreifacher Ausfertigung hergestellt unter Verwendung der ersten erfindungsgemäßen Klebemasse und die dabei erhaltenen Verklebüngen wurden unmittelbar nach Beendigung der Verklebung einem Schertest unterzogen und dabei wurde gefunden, daß sie 10 Minuten nach der Erzeugung der Verklebung (Bindung) eine Bindefestigkeit von 25,3 bis 35,1 kg/cm² (0,18 bis 0,25 t/inch²) aufwiesen. Bei der Wiederholung des Tests eine Stunde nach der Erzeugung der Verklebung betrug die Bindefestigkeit 35,1 kg/cm² (0,25 t/inch²). Die Prüfung der Stahl-auf-Stahl-Bindungen und der Schertest nach einer Woche ergaben Bindefestigkeiten in der Größenordnung von 98,5 kg/. cm (0,7 t/inchr). Der Rest der Probeverklebungen (Probebindungen) wurde 2 Tage lang bei 25⁰C gealtert und dann dem Schertest unterzogen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse in"kg/cm* (psi) sind in der folgenden Tabelle II angegeben. Bei allen hier beschriebenen Schertests wurden die Proben mit einer Geschwindigkeit von 2,54 cm (1 inch) pro Minute abgezogen.

Zum Vergleich wurden ähnliche Probeverklebungen hergestellt unter Verwendung eines in Großbritannien im Handel erhältlichen Zwei-Komponenten-Klebstoffes aus einem schnell aushärtenden Epoxyharz und einem Härter, der innerhalb von etwa 5 Minuten nach dem Mischen abband. Bei dieser Klebemasse war ein beträchtlich stärkeres Verschieben (Verrutschen) zwischen den Substraten (was bis zum Abbinden des Klebstoffes andauerte) als bei der erfindungsgemäßen Klebemasse möglich und bei der Herstellung von Probeverklebungen (Probebindungen) der Kontrollreihaiwurden die Streifen 10 Minuten lang mit der Klebemasse dazwischen zusammengeklammert, nachdem die Klebemasse gemischt worden war, während die Klebemasse abband.

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Tabelle I

	Lagerungsbeständigkeit	Gew.-%, bezogen auf das des Prepoiymerisats	Substrate	Kontrolle	3,66	( 83)	gelagert bei 50⁰C	(psi)	; Gewient	C 96)
Nach der Her stellung des	NCO-Gehalt in		Acrylpolymerfolie 5,84	10,66	(135)	19,8			(179)
Teils B ver strichene Zeit in Monaten	gelagert bei Raum temperatur		starres Polyvinylchlorid 9,49	"8,37	C 52)	19,3		( 60)
O	19,8		Polythene	23,66	(152)	19,3		(588)
5 1/2	19,7		G.R.P.	78,74	(119)	19,3		(354)
6 1/2	19,6		A.B.S.	53,4	(336)			(805)
8	19,6	e II	Glas	(1120)		(1584)
	T a b e 1 1	2 Bindefestigkeit in kg/cm	Stahl	(760)		(885)
	Aluminium	Erste erfindungs- gemäße Klebemasse
6,75
12,62
4,22
41,34
24,92
56,6
111,36
62,2

Fußnote: Alle Substrate wurden mit sich selbst verklebt.

Zur Herstellung der zweiten erfindungsgemäßen Klebemasse wurden die Teile A und B entsprechend der folgenden Vorschrift hergestellt:

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Teil A

Polyesterpolyol 93,00 Gew.-Teile Triäthylendiamin 0,20 " "

Dibutylzinndilaurat 0,01 " "

Trimethylolpropan 7,00 " "

Teil B

Polyesterpolyol 100 Gew.-Teile

organisches Polyisocyanat 544,8 " "

Der in den Teilen A und B der erfindungsgemäßen Klebemasse verwendete Polyester war der gleiche wie der in der ersten erfindungsgemäßen Klebemasse verwendete. Der Teil A wurde nach einem ähnlichen Verfahren wie die erste erfindungsgemäße Klebemasse hergestellt, wobei diesmal jedoch das 1,2,6-Hexantriol in der das Polyesterpolyol enthaltenden Mischung durch Trimethylolpropan ersetzt wjhirde. Bei dem in dieser Klebemasse verwendeten Isocyanat handelte es sich um ein rohes Diphenylmethandiisocyanat, das etwas Isocyanat mit einer höheren Funktionalität enthielt. Das Verfahren zur Herstellung des Prepolymerisats war das gleiche wie in der ersten erfindungsgemäßen Klebemasse. Der Isocyanatanfangsgehalt des Teils B der zweiten erfindungsgemäßen Klebemasse betrug 22,2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Prepolymerisats.

Nach dem gleichen Verfahren, wie es bei der ersten erfindungsgemäßen Klebemasse angewendet worden war, wurden Bindefestigkeitstests durchgeführt und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III angegeben.

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Tabelle III

2 Binde festigkeit in kg/cm (psi)

Zweite erfindungsgemäße Klebemasse

Acrylpolymerisatfolie 6,75 ( 96)

starres Polyvinylchlorid .14,64 ( 208)

Polythene 2,88 ( 41)

G.R.P. 50,76 ( 722)

A.B.S. 27,28 C 387)

Glas 104,0 (-1480)

Stahl 50,3 ( 715)

Zur Herstellung der dritten, vierten und fünften er fin dungs gemäßen Klebemassen wurden ihre Teile A und B mit ähnlichen Zusammensetzungen wie die erste erfindungsgemäße Klebemasse hergestellt, diesmal jedoch unter Verwendung der folgenden PolyesteTpolyole in dem Teil A anstelle des in der ersten erfindungsgemäßen Klebemasse verwendeten Polyes terρ οIyο1s.

Bei dem in der dritten erfindungsgemäßen Klebemasse verwendeten Polyesters handelte es sich um ein Produkt der Umsetzung einer Mischung aus 1/2 Mol Glyzerin und 1 Mol Diäthylenglykol mit einer Säuremischung, die 31 Gew,-Teile Bernsteinsäure, 39 Gew.-Teile Glutarsäure und 30 Gew.-Teile Adipinsäure enthielt, wobei die Materialien miteinander vereinigt und miteinander umgesetzt wurden unter Bildung eines flüssigen Polyesterpolyols mit einem Äquivalentgewicht von 193 und einer Funktionalität von etwa 3.

Der in der vierten erfindungsgemäßen Klebemasse verwendete Polyester ähnelte dem vorstehend für die dritte erf in dun.FS gemäße Klebemasse beschriebenen, wobei die Säuremischung verwendet wurde,und 1 Mol Glyzerin wurde mit 3 Mol Triäthylenglykol vereinigt und mit 3 Mol der Säuremischung umgesetzt unter Bildung eines Polyesterpolyols mit einem Äquivalentgewicht von 250 und einer Funktionalität von etwa 3.

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Bei dem in der fünften erfindungsgemäßen Klebemasse verwendeten Polyester handelte es sich um ein Polyesterpolyol, das durch Umsetzung von 0,5 Mol Trimethylolpropan und 1 Mol Diäthylenglykol mit 1 Mol der gleichen Säuremischung wie in dem Polyesterpolyol-Teil A der dritten erfindungsgemäßen Klebemasse hergestellt worden war, wobei dieses Polyesterpolyol ein Äquivalentgewicht von 250 und eine Funktionalität von etwa 3 aufwies.

Eine Kombination von im wesentlichen gleichen Volumina der Teile A der dritten, vierten und fünften erfindungsgemäßen Klebemassen mit dem (in bezug auf die erste erfindungsgemäße Klebemasse beschriebenen) Teil B zeigte ein sofortiges und allmählich zunehmendes Bindevermögen mit einer geringeren Rutschneigung vor dem Abbinden im Vergleich zu dem Zwei-Komponenten-Epoxyklebstoff»

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Claims

Patentansprüche

1. Flüssiger, im wesentlichen lösungsmittelfreier und wasserfreier Klebstoff, der durch Reaktion seiner Komponenten zu einem harten

■ und zähen festen Zustand aushärtet, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten normalerweise flüssig sind und daß er besteht aus einem ersten Teil, der ein Polyesterpolyol mit einer OH-Funktionalität von etwa 2 bis etwa 3 und einem Äquivalentgewicht von 100 bis 500 enthält, und einem zweiten Teil, der ein Prepolymerisat mit einer reaktionsfähigen NCO-Funktionalität von etwa 2 bis etwa 3 enthält, wobei das Prepolymerisat das Produkt der Umsetzung eines Polyesterpolyols mit einer OH-Funktionalität von etwa 2 bis etwa 3 und eines organischen Polyisocyanats in einer gegenüber der stöchiometrisehen Menge des Polyesterpolyols überschüssigen Menge ist und wobei der Klebstoff etwa 80 bis etwa 125 Volumen-% des ersten Teils im Verhältnis zu dem Volumen des zweiten Teils enthält und wobei die Teile so gewählt werden, daß ein Volumen des zweiten Teils eine solche Menge an reaktionsfähigen NCO-Gruppen im Verhältnis zur Menge der reaktionsfähigen OH-Gruppen in einem gleichen Volumen des ersten Teils enthält, dass ein Härtungsindex von etwa 100 bis etwa 140 erzielt wird.

2. Klebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prepolymerisat etwa 15 bis etwa 28 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Prepolymerisats, an reaktionsfähigen Isocyanatgruppen enthält.

3. Klebstoff nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Polyesterpolyol um ein gesättigtes, verzweigtes Polyesterpolyol handelt, das aus gemischten aliphatischen und aromatischen Dicarbonsäuren, mindestens einem Diol und mindestens einem Triol hergestellt worden ist.

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4. Klebstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das PoIyesterpolyol des ersten Teils ein Äquivalentgewicht von etwa bis etwa 300 aufweist und durch Umsetzung von gemischten Säuren einschließlich Phthalsäure und mindestens einer aliphatischen Säure aus der Gruppe Adipinsäure, Bernsteinsäure und Glutarsäure, mit mindestens einem Diol aus der Gruppe Propylenglykol, üiäthylenglykol, 2-Äthyl-1,3-hexandiol und Triäthylenglykol und mit mindestens einem Triol aus der Gruppe 1,2,6-Hexantriol, 1,1,1-Trimethyloläthan, Pentaerythrit, Tris-(2-hydroxyäthyl)isocyanurat und Trimethylolpropan hergestellt worden ist.

5. Klebstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil ein Triol in einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-%, bezcgpn auf das Gewicht des Polyols, und einen Katalysator für die Umsetzung zwischen dem Isocyanat und den reaktionsfähigen .Wasserstoffatomen der OH-Funktionalität enthält.

6. Klebstoff nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prepolymerisat das Reaktionsprodukt eines wie in Anspruch 5 definierten Polyesterpolyols mit einem organischen Polyisocyanat aus der Gruppe des Carbodiimids von 4,4'-Diphfinylmethandiisocyanat, das zur Erzeugung eines flüssigen Produktes zusätzliches 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat enthält, Polymethylenpolyphenylenisocyanat und des normalerweise flüssigen 4,4'-Diphenylmethandiisocyanats, das Dimere und Trimere mit einer höheren Funktionalität enthält, darstellt und etwa 18 bis etwa 22 Gew.-% Isocyanatgruppen, bezogen auf das Gewicht des Prepolymerisats, enthält.

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